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論文

A Model intercomparison of atmospheric $$^{137}$$Cs concentrations from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, phase III; Simulation with an identical source term and meteorological field at 1-km resolution

佐藤 陽祐*; 関山 剛*; Fang, S.*; 梶野 瑞王*; Qu$'e$rel, A.*; Qu$'e$lo, D.*; 近藤 裕昭*; 寺田 宏明; 門脇 正尚; 滝川 雅之*; et al.

Atmospheric Environment; X (Internet), 7, p.100086_1 - 100086_12, 2020/10

福島第一原子力発電所(FDNPP)事故により放出された$$^{137}$$Csの大気中の挙動を調べるため、第3回大気拡散モデル相互比較が実施された。前回のモデル比較より高い水平格子解像度(1km)が使われた。前回のモデル比較に参加したモデル中9モデルが参加し、全モデルで同一の放出源情報と気象場が使用された。解析の結果、観測された高い$$^{137}$$Cs大気中濃度のほとんどが良好に再現され、いくつかのモデルの性能向上によりマルチモデルアンサンブルの性能が向上した。高解像度化によりFDNPP近傍の気象場の再現性が向上したことで、拡散モデルの性能も向上した。風速場の良好な表現によりFDNPP北西の高い沈着量の細い分布が合理的に計算され、FDNPPの南側の沈着量の過大評価が改善された。一方で、中通り地方、群馬県北部、及び首都圏のプルームの再現性能はやや低下した。

論文

Intercomparison of numerical atmospheric dispersion prediction models for emergency response to emissions of radionuclides with limited source information in the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

岩崎 俊樹*; 関山 剛*; 中島 映至*; 渡邊 明*; 鈴木 靖*; 近藤 裕昭*; 森野 悠*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 滝川 雅之*; et al.

Atmospheric Environment, 214, p.116830_1 - 116830_11, 2019/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

放射性物質の事故放出のための大気拡散予測モデルの利用が日本気象学会の作業部会により勧告された。本論文の目的は、2011年の福島第一原子力発電所からの事故放出に関する予測モデル相互比較によるこの勧告の検証である。放出強度は、放出の時間変化が得られない場合の最悪ケースを想定するため予測期間内で一定と仮定された。放射性物質の吸入を防ぐには地上大気の汚染度、湿性沈着に伴う放射線被ばく軽減には鉛直積算量の利用が想定される。予測結果はアンサンブル幅を有しているが、共通して時間空間的な相対的危険度を示しており、公衆に効果的な警告を不足なく出すのに非常に有用である。信頼性向上にはマルチモデルアンサンブル手法が効果的であろう。

論文

Dispersion modelling of radioactive materials

永井 晴康; 山澤 弘実*

Environmental Contamination from the Fukushima Nuclear Disaster; Dispersion, Monitoring, Mitigation and Lessons Learned, p.230 - 242, 2019/08

福島第一原子力発電所事故により大気に放出された放射性物質への対応として、国の緊急時対応システムであるSPEEDIの適用状況と課題について解説する。SPEEDI開発の経緯や機能、原子力防災体制における役割を概説するとともに、今回の原子力発電所事故対応においてどのように使われたか、また、使われるべきであったかを、開発者の視点で検証する。これにより得られる教訓と課題が、原子力防災体制の再構築も含めた予測システムの改善や活用方法の検証に役立てられるとともに、今後、万一同様な事故が起こってしまった際に公開される予測情報を適切に理解し、有効に活用するための一助となる。

論文

Model intercomparison of atmospheric $$^{137}$$Cs from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident; Simulations based on identical input data

佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; Qu$'e$lo, D.*; et al.

Journal of Geophysical Research; Atmospheres, 123(20), p.11748 - 11765, 2018/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:32.79(Meteorology & Atmospheric Sciences)

福島第一原子力発電所事故により放出された$$^{137}$$Csの大気中の挙動を理解するため、大気拡散モデル相互比較が実施され、12モデルが参加した。モデルで考慮される過程に起因するモデル間の差異に焦点を当てた解析を行うため、全モデルで同じ気象場、水平分解能、及び放出源情報が使用された。モデルアンサンブルによる観測された大気中$$^{137}$$Cs濃度上昇イベントの捕捉率は40%であり、FMSは80を超えた。解析の結果、大気中$$^{137}$$Cs濃度上昇イベントの再現には気象場が最も重要な要素であり、気象場の再現性が高い場合のモデル間の差異は、沈着及び拡散過程に起因していることが分かった。また、沈着フラックスが小さいモデル及び拡散が強いモデルは高い性能を示したが、拡散が強いモデルは大気中$$^{137}$$Cs濃度を過大評価する傾向を示した。

論文

福島第一原発事故の大気・海洋環境科学的研究の現状; 事故の何が分かったか、事故から何が分かったか

青山 道夫*; 山澤 弘実*; 永井 晴康

日本原子力学会誌, 60(1), p.46 - 50, 2018/01

福島第一原子力発電所事故により大気および海洋に放出された放射性物質の観測された核種、推定された放出量、放出の時間経過について、現在明らかになっていることを概観した。また、放出された核種について、その大気中、陸域および北太平洋での挙動についてもまとめた。さらに、今後の研究課題として、よくわかっていないことを、1から3号炉の放出の配分と核種組成および海洋内部での中央モード水の挙動の観点で整理した。

論文

放射性物質の拡散モデリング

永井 晴康; 山澤 弘実*

原発事故環境汚染; 福島第一原発事故の地球科学的側面, p.175 - 187, 2014/09

福島第一原子力発電所事故により大気に放出された放射性物質への対応として、国の緊急時対応システムであるSPEEDIの適用状況と課題について解説する。SPEEDI開発の経緯や機能、原子力防災体制における役割を概説するとともに、今回の原子力発電所事故対応においてどのように使われたか、また、使われるべきであったかを、開発者の視点で検証する。これにより得られる教訓と課題が、原子力防災体制の再構築も含めた予測システムの改善や活用方法の検討に役立てられるとともに、今後、万一同様な事故が起こってしまった際に公表される予測情報を適切に理解し、有効に活用するための一助となる。

論文

Validation of a Lagrangian atmospheric dispersion model against middle-range scale measurements of $$^{85}$$Kr concentration in Japan

寺田 宏明; 永井 晴康; 山澤 弘実*

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(12), p.1198 - 1212, 2013/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:41.02(Nuclear Science & Technology)

数十から数百km(中距離)スケール領域における$$^{85}$$Kr濃度測定値を用いて、日本の六ヶ所再処理施設からの放出率を用いた拡散シミュレーションを実施することで、原子力緊急時対応システムWSPEEDI-IIのラグランジュ型大気拡散モデルを検証した。2008年4月及び9月の$$^{85}$$Krの週平均濃度計算値は、測定値とファクター2の精度で一致したが、2kmから54kmの気象モデルの水平格子解像度についての感度解析から、計算結果の格子解像度依存性が示唆された。そこで、比較的高解像度の拡散シミュレーションにおける冗長な拡散効果を減少させるため、感度解析結果をもとに水平拡散パラメータの経験的な修正を試みた。この修正により、濃度計算値の格子解像度依存性が軽減された。

論文

Reconstruction of the atmospheric releases of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs resulting from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 永井 晴康; 中山 浩成; 山澤 弘実*; 平尾 茂一*; 大原 利眞*; 滝川 雅之*; 速水 洋*; et al.

NIRS-M-252, p.127 - 135, 2013/03

福島第一原子力発電所事故に伴い大気中に放出された$$^{131}$$I及び$$^{137}$$Csの放出推移について、環境モニタリングデータと1Bq/hの単位放出を仮定した大気拡散シミュレーション計算から逆推定した。この推定法では、大気放出率は、測定された大気中濃度を、計算シミュレーションにより得られる測定点での濃度で割ることにより求めることができる。大気中濃度の測定値がない場合には、放出核種の組成割合を仮定して、空間線量率をもとにした推定も可能である。推定によれば、$$^{131}$$Iの放出は、10$$^{13}$$$$sim$$10$$^{14}$$Bq/hの放出に引き続き、10$$^{15}$$Bq/hを超える大量の放出が2011年3月15日に起き、16日以降24日頃まで10$$^{14}$$Bq/hオーダーで継続し、その後、徐々に減少している。これらの結果は、他の放出量推定法による結果や、本推定値を用いたさまざまな大気拡散・沈着量計算結果の実測値との比較により検証しており、推定値は少なくとも放射性プルームが陸側に流れている期間については合理的であることが示された。

論文

Preliminary estimation of release amounts of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs accidentally discharged from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the atmosphere

茅野 政道; 中山 浩成; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 山澤 弘実*

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(7), p.1129 - 1134, 2011/07

 被引用回数:584 パーセンタイル:0.02(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所事故による$$^{131}$$I, $$^{137}$$Csの放出総量が、モニタリングデータと単位放出(1Bq/h)による大気拡散シミュレーション結果を組合せることにより暫定的に推定された。その結果、特に2011年3月15日には10ペタBq/hの$$^{131}$$Iが放出され、16日以降は0.1ペタBq/hであり、3月24日から4月5日にかけて、放出率は0.1-1.0テラBq/h程度まで減少していったことなどが明らかになった。$$^{131}$$I, $$^{137}$$Csの3月12日から4月5日までの放出総量はそれぞれ、150,13ペタBq程度と推定される。

論文

八丈島における$$^{222}$$Rn散逸率の評価とその大気中濃度への影響

大倉 毅史; 山澤 弘実*; 森泉 純*; 平尾 茂一*; 飯田 孝夫*

保健物理, 45(3), p.270 - 277, 2010/09

八丈島で観測されている大気中$$^{222}$$Rnに対する島起源の$$^{222}$$Rn寄与を評価するために、八丈島島内で土壌-大気$$^{222}$$Rn散逸率及び土壌中$$^{226}$$Ra含有量の測定を行った。名古屋での$$^{222}$$Rn散逸率及び乾燥土壌中$$^{226}$$Ra含有量がそれぞれ9.7mBq m$$^{-2}$$s$$^{-1}$$, 23.2Bq kg$$^{-1}$$であったのに対し、八丈島での$$^{222}$$Rn散逸率及び乾燥土壌中$$^{226}$$Ra含有量は、それぞれ0.88mBq m$$^{-2}$$s$$^{-1}$$, 6.8Bq kg$$^{-1}$$であった。土壌中$$^{226}$$Ra含有量が少ないことが、$$^{222}$$Rn散逸率が低い一因である。この$$^{222}$$Rn散逸率を用いて、島起源$$^{222}$$Rnの寄与を簡便なモデルにより見積もったところ、島起源$$^{222}$$Rnによる濃度上昇は、平均的な夜間の状態で、0.035$$sim$$0.072Bq m$$^{-3}$$(寄与率4$$sim$$12%)あり、昼間の状態ではさらに小さくなる。これらの結果から、測定器の特性を踏まえると、長距離輸送によってもたらされた大気中$$^{222}$$Rn(0.5$$sim$$3.0Bq m$$^{-3}$$)に比較して島起源$$^{222}$$Rnの影響は無視できる程度に小さい。八丈島で観測される$$^{222}$$Rnは、大陸や日本列島で散逸した長距離輸送成分$$^{222}$$Rnを観察するのに適しているといえる。

論文

Monitoring network of atmospheric Radon-222 concentration in East Asia and backward trajectory analysis of Radon-222 concentration trend at a small solitary island on Pacific Ocean

大倉 毅史; 山澤 弘実*; 森泉 純*; 平尾 茂一*; Guo, Q.*; 遠嶋 康徳*; 飯田 孝夫*

Proceedings of 3rd Asian and Oceanic Congress on Radiation Protection (AOCRP-3) (CD-ROM), 3 Pages, 2010/05

大気中$$^{222}$$Rnを大気の広域輸送の諸現象を解明するためのトレーサーとするため、東アジア域において大気中$$^{222}$$Rn濃度の連続測定ネットワークを構築した。北京,名古屋,舳倉島,八丈島,波照間島などにおいて測定した。陸域に位置する北京,名古屋において高い濃度の$$^{222}$$Rnが観測され、海域に位置する八丈島,波照間島においては、低い濃度の$$^{222}$$Rnが観測された。大気中$$^{222}$$Rn濃度の季節変動では、夏季に最も低く冬季に最も高い傾向が見られる。短周期の変動トレンドは、北京,名古屋では、1日周期の変動が見られ、八丈島,波照間島においては、1日周期の変動は観測されず、数日周期の変動が観測された。八丈島での大気中$$^{222}$$Rn濃度の数日周期変動は、総観規模の大気擾乱に依存していることが確認された。後方流跡線を用いて、八丈島における大気中$$^{222}$$Rn濃度と大気の輸送経路の関係を解析したところ、八丈島における大気中$$^{222}$$Rn濃度は大気の輸送経路に密接に関係しており、八丈島で観測される$$^{222}$$Rnは、おもに中国大陸北部からシベリアや日本列島を起源とした$$^{222}$$Rnの長距離輸送成分に強く依存することが明らかになった。

論文

土壌有機物分解CO$$_{2}$$炭素同位体比の経時変化

守屋 耕一*; 森泉 純*; 山澤 弘実*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子

KURRI-KR-153, p.53 - 59, 2010/03

森林生態系における炭素循環評価には、主要な炭素貯蔵庫でCO$$_{2}$$放出源である土壌有機物の評価が不可欠である。本研究では、土壌有機物を長期間培養してCO$$_{2}$$放出速度の変化を測定し、有機物無機化モデルにフィッティングすることで、土壌有機物を易・中・難分解性の3つに分けて評価した。結果より、土壌に存在する有機物のほとんどは1年以上残留する難分解性であり、表層に中分解性炭素がわずかに存在することが明らかとなった。分解により放出されるCO$$_{2}$$の安定同位体比($$delta$$$$^{13}$$C)は、培養開始後1週間で急激に減少する易分解性炭素が有機物自体よりも高い$$delta$$$$^{13}$$C値を持ち、その後緩やかに分解される中分解性炭素は逆に有機物自体よりも低い$$delta$$$$^{13}$$C値を持つ経時変化を示した。これらの結果は、分解の基質である化合物が培養の経過に伴い変化していることを示唆しており、今後有機物分解過程の解明に炭素同位体を利用できる可能性を示すものである。

論文

東アジア域における大気中$$^{222}$$Rn濃度連続測定ネットワークと洋上の孤島における大気中$$^{222}$$Rn濃度の後方流跡線解析

大倉 毅史; 山澤 弘実*; 森泉 純*; 平尾 茂一*; Guo, Q.*; 遠嶋 康徳*; 飯田 孝夫*

大気環境学会誌, 44(1), p.42 - 51, 2009/01

大気中$$^{222}$$Rnを大気の広域輸送の諸現象を解明するためのトレーサーとするため、東アジア域において大気中$$^{222}$$Rn濃度の連続測定ネットワークを構築した。測定点は、北京,名古屋,舳倉島,八丈島,波照間島などである。陸域に位置する北京,名古屋において高い濃度の$$^{222}$$Rnが観測され、海域に位置する八丈島,波照間島においては、低い濃度の$$^{222}$$Rnが観測された。大気中$$^{222}$$Rn濃度の季節変動では、夏季に最も低く冬季に最も高い傾向が見られる。短周期の変動トレンドについては、北京,名古屋では、1日周期の変動が見られ、八丈島,波照間島においては、1日周期の変動は観測されず、数日周期の変動が観測された。八丈島での大気中$$^{222}$$Rn濃度の数日周期変動は、総観規模の大気擾乱に依存していることが確認された。後方流跡線を用いて、八丈島における大気中$$^{222}$$Rn濃度と大気の輸送経路の関係を解析したところ、八丈島における大気中$$^{222}$$Rn濃度は大気の輸送経路に密接に関係しており、八丈島で観測される$$^{222}$$Rnは、おもに中国大陸北部からシベリアや日本列島を起源とした$$^{222}$$Rnの長距離輸送成分に強く依存することが明らかになった。

論文

Reliability evaluation of SPEEDI's prediction by comparison with calculated results based on meteorological observation data

林津 雄厚*; 芹澤 茂*; 山崎 哲夫*; 梅山 信昭*; 森内 茂*; 半田 博之*; 大西 良一*; 竹村 守雄*; 茅野 政道; 永井 晴康; et al.

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

原子力安全技術センターで運用されているSPEEDIの予測精度を評価するために、予測気象場による線量分布予測結果と気象観測データを用いた解析気象場による線量分布解析結果の比較を行った。比較試験は、原子力発電所13施設を対象として2005年4月から1年間週1回の頻度で実施し、日中,夕刻,夜間,朝の時間帯にそれぞれ放射性希ガスを1Bq/hで6時間放出したときの外部被ばく線量分布を求めた。約2500ケースの試験結果を統計解析した結果、次の予測精度情報が得られた。(1)最大線量値の比は対数正規分布を示し、中央値0.77倍,99.7%信頼限界の範囲0.09から6.2,(2)高線量域の方向が3方位内で一致する頻度61%,(3)高線量域の距離の差は正規分布を示し、平均値-0.1km,99.7%信頼限界の範囲-6.2から6.0kmであった。

論文

Development of three-dimensional numerical model for $$^{222}$$Rn and its decay products coupled with a mesoscale meteorological model, 1; Model description and validation

西沢 匡人; 永井 晴康; 茅野 政道; 森泉 純*; 吉岡 勝廣*; 大倉 毅史; 山澤 弘実*; 飯田 孝夫*; 向井 人史*; 遠嶋 康徳*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(11), p.1458 - 1466, 2007/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:65.54(Nuclear Science & Technology)

メソスケール気象モデルと結合した$$^{222}$$Rnとその壊変生成物のための3次元オイラー型数値モデルを開発し、モデル性能の検証のために日本における$$^{222}$$Rn濃度の日・月変動、$$^{210}$$Pb沈着量の月変動、そして日本海沿岸部における寒冷前線通過後の$$gamma$$線量率の上昇事象の再現に適用した。得られた結果は次の通りである。(1)モデルは離島における地上$$^{222}$$Rn濃度の月変動を再現した。しかし内陸では過小評価した。理由としてモデルの地上付近における粗い鉛直解像度が挙げられる。(2)モデルは、降水量が適切に再現されているならば観測された$$^{210}$$Pb沈着量の季節変動を再現できる。(3)モデルは寒冷前線通過時の降水による$$gamma$$線量率の上昇を再現した。特に、融解した雪とあられに含まれた$$^{222}$$Rnの壊変生成物が$$gamma$$線量率の上昇に寄与した。

論文

Suppression of radon exhalation from soil by covering with clay-mixed soil

太田 雅和*; 飯田 孝夫*; 山澤 弘実*; 長柄 収一; 石森 有; 佐藤 和彦; 時澤 孝之

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(5), p.791 - 800, 2007/05

 被引用回数:12 パーセンタイル:31.62(Nuclear Science & Technology)

粘土を混合した土壌による地表面ラドン散逸率抑制効果の測定を日本国内のウラン鉱山跡地にて行った。粘土覆土面及び裸地面において地表面ラドン散逸率,土壌空気中ラドン濃度及び土壌水分量を80日間連続測定した。粘土覆土面におけるラドン散逸率の平均値は裸地面のラドン散逸率の平均値のおよそ5分の1の値であった。粘土混合土が地表面ラドン散逸の抑制に効果的に働いたことを示された。土壌が乾燥した状況下におけるバリアの効果を評価するために、不飽和土壌における1次元ラドン輸送モデルを用いて数値計算が行われた。計算結果により、乾燥した状況下においてもバリアによりラドン散逸が抑制されることが示された。

論文

Diurnal and seasonal variations in $$^{222}$$Rn concentration profile in soil

Iskandar, D.*; 山澤 弘実*; 山外 功太郎; 太田 雅和*; 小嵐 淳; 森泉 純*; Bunawas*; 飯田 孝夫*

保健物理, 42(1), p.98 - 104, 2007/03

ラドンはラジウムの壊変によって生成する気体状放射性核種であり、ラドン及びその壊変生成物による被ばく線量は自然放射線による全被ばく線量の約半分を占めている。ラドンの主たる生成源は土壌であるので、土壌中でのラドン濃度の分布やその変動実態を明らかにすることが重要である。本研究では、土壌中のラドン濃度の深さ分布を継続的に測定し、その日周期的変動・季節変動を解析するとともに、環境因子との関連性について検討した。

論文

Evaluation of aerosol sizing characteristic of an impactor using imaging plate technique

Rahman, N. M.*; 飯田 孝夫*; 西藤 文博; 小嵐 淳; 山崎 敬三*; 山澤 弘実*; 森泉 純*

Radiation Protection Dosimetry, 123(2), p.171 - 181, 2007/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.57(Environmental Sciences)

ラドン壊変生成物エアロゾルの粒径分布は、一般的に2つの方法(直接測定法と間接測定法)によって測定される。本研究では、直接法の一つとして提案してきている低圧カスケードインパクタを用いたイメージングプレート法(IP法)について、その粒子分級特性を評価するとともに、ラドン壊変生成物エアロゾルの粒径分布を測定する際に適した粒子捕集材やインパクタの使用条件,IP測定条件について検討した。

論文

緊急時対応のための長距離大気拡散計算による放出源推定手法の開発

古野 朗子; 茅野 政道; 山澤 弘実*

日本原子力学会和文論文誌, 5(3), p.229 - 240, 2006/09

原子力緊急時における放出源推定手法の開発を行った。対象とする情報は、放出点・放出開始時刻・放出継続時間・放出量の4つである。この手法では、可能な放出源情報の多数の組合せを初期条件とした多数の大気拡散計算を実行し、それぞれの計算結果をモニタリングサイトで取得された放射性物質の大気中濃度あるいは空気吸収線量率のデータと比較し、最も誤差の少ないケースを選択する手法を採択している。また本手法の正当性を検証するため、欧州拡散実験ETEXのデータを原子力緊急時のモニタリングデータと見なした推定計算も行った。

論文

Experimental verification for real-time environmental emergency response system; WSPEEDI by European tracer experiment

古野 朗子; 寺田 宏明; 茅野 政道; 山澤 弘実*

Atmospheric Environment, 38(40), p.6989 - 6998, 2004/12

 被引用回数:20 パーセンタイル:53.95(Environmental Sciences)

WSPEEDIは、万一の事故時に環境中に放出された放射性物質の長距離移動を予測するために開発された緊急時システムである。WSPEEDIの1次版は既に完成されており、高い評価を得ているが、大気境界層の水平・時間変化を極めて単純にパラメタライズしているという欠点を持っている。この欠点を改良するため、大気境界層内の乱流拡散を計算することができる大気力学モデルを導入した新しいシステムの開発を行った。本研究では、ヨーロッパ拡散実験データを用いたシステム性能の検証結果について述べる。検証の結果、大気力学モデルで計算した高い水平分解能及び時間分解能の気象場はシステムの性能を大幅に向上させたことがわかった。また大気境界層についての単純なパラメタリゼーションの代わりに導入した乱流拡散モデルは、システムの精度向上に大きく寄与していることが明らかになった。

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